Vedci vyvinuli kvantový počítač, ktorý využíva svetlo na spracovanie údajov, čím pripravuje pôdu pre kvantové počítače schopné pracovať v sieťovom prostredí pri izbovej teplote.
Aurora využíva sieťové fotonické čipy. Zdroj: Xanadu/YouTube
Vedci vyvinuli kvantový počítač, ktorý využíva svetlo na spracovanie údajov, čím pripravuje pôdu pre kvantové počítače schopné pracovať v sieťovom prostredí pri izbovej teplote.
Odborníci vyvinuli prvý modulárny fotonický kvantový počítač s názvom Aurora, ktorý funguje pri izbovej teplote. Jeho kľúčovou podstatou je, že na spracovanie údajov využíva svetlo. Systém predstavuje riešenie niektorých z najväčších problémov kvantovej výpočtovej techniky, konkrétne prevádzky vo veľkom rozsahu, tolerancie chýb a opravy chýb, uviedli vývojári z kanadskej spoločnosti Xanadu.
Tento prelom by mohol viesť k vytvoreniu životaschopných kvantových dátových centier s vyššou toleranciou chýb a nižšou chybovosťou. Štúdia bola publikovaná v časopise Nature.
Fotonické qubity
Supravodivé qubity sú stavebnými kameňmi kvantovej výpočtovej techniky a sú kľúčom k rýchlemu spracovaniu obrovského množstva údajov. Tieto qubity však využívajú na spracovanie údajov mikrovlnné signály, ktoré vytvárajú teplo a to môže poškodiť hardvér. Prevádzka tohto systému vyžaduje extrémne nízke teploty (teploty blízke absolútnej nule), čo je pomerne nepraktické i ekonomicky nákladné a taktiež je tu obmedzená škálovateľnosť systémov.
Ako píše LiveScience, použitím svetelných (fotonických) qubitov namiesto mikrovlnných (supravodivých) qubitov vedci vytvorili na svetle založený systém, ktorý využíva sieťové fotonické čipy. Vďaka tomu je Aurora vo svojej podstate prepojená, optické vlákna totiž tvoria základ globálneho sieťového systému.
Aurora je založená na technológiách použitých v systémoch X8 (kvantový počítačový hardvér) a Borealis (jednosystémový kvantový počítač). Systém využíva 35 fotonických čipov prepojených 13 kilometrami optických vlákien.
Za prelomovým vedeckým pokrokom stojí Christian Weedbrook, zakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Xanadu, a jeho tím.
Schematický diagram systému Aurora a hlavných modulov. Zdroj: Nature, Xanadu
Rozdelenie na menšie komponenty
Vývojári Aurory predpokladajú, že rozdelením kvantových počítačov na menšie na chyby menej náchylné komponenty môžu posilniť kvantovú korekciu chýb prepojením jednotiek.
„Základný problém tolerancie chýb a hľadania spôsobov opravy kvantových stavov rýchlejšie, ako sa chyby vyskytnú, zostáva veľkou výzvou pri vykonávaní akýchkoľvek užitočných výpočtov,“ uviedol Darran Milne, doktor kvantovej informačnej teórie a generálny riaditeľ technologickej spoločnosti VividQ, ktorý sa na projekte nepodieľal.
„Zdá sa, že namiesto toho, aby sa pokúšali počítať s jedným veľkým kvantovým počítačom, sa ho (Xanadu) snažia rozdeliť na menšie jednoduchšie systémy, ktoré by sa mohli ľahšie opravovať jednotlivo,“ vysvetlil Milne pre Live Science. Dodal, že je otázne, či tento spôsob vyrieši problém alebo len znásobí chyby.
Aurora: prvý modulárny, škálovateľný a sieťový kvantový počítač. Zdroj: Youtube/Xanadu
Využitie v praxi
Potenciálne aplikácie fotonického kvantového počítačového rámca Aurora zahŕňajú simuláciu molekúl a výpočet potenciálnych výsledkov farmaceutických skúšok, čo by urýchlilo testovanie nových liekov. Fotonické kvantové počítače by mohli tiež priniesť vysoko bezpečnú, šifrovanú komunikáciu známu ako kvantová kryptografia.
Tím v Xanadu sa ďalej plánuje zamerať na elimináciu oslabených signálov z optických vlákien v dôsledku optickej straty.
Zdroj: Nature, LiveScience
(LDS)
